基于 ARM 的 GPSGPRSGIS 车辆监控管理.doc
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1、精品论文基于 ARM 的 GPS/GPRS/GIS 车辆监控管理系统的设计汝程鹏5(中铁第一勘察设计院集团有限公司) 摘要:针对传统基于单片机、GSM 技术、ArcGIS(MapInfo 或 Google Map)的车辆监控系 统功能单一、通信费用高、可移植性差、定位精度不高、开发周期长等缺点,本文提出一种 新的车辆监控系统解决方案:以 ARM9 S3C2410 控制 GPRS 模块接入 Internet,实现车载端10和监控中心的无线数据传输,同时,在监控中心通过引入 51ditu,Web Service 和数据库来 完成车辆定位和用户接入访问。实践证明,系统软硬件可行、性能稳定、定位精度高
2、。关键词:ARM;通用无线分组业务;全球定位系统;地理信息系统;数据库;车辆监控中图分类号:TN967.115Vehicle Monitoring and Management System Design based on ARM and GPS/GPRS/GISRU Chengpeng(China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd)Abstract: According to the simple function, high communication cost, poor transplant,20unsat
3、isfactory positioning accuracy and long developed period, which exist in the traditional vehicle monitor & control system based on MCU,GSM and ArcGIS(MapInfo or Google Map),a new design method is presented in this paper. The method realizes remote data transmission between vehicle device and monitor
4、 center by using ARM S3C2410 to control GPRS modem for Internet connection. In the monitor center, 51ditu, Web Service and database are introduced to25achieve vehicle location and user access. Practice has proved that the hardware and software are feasible, as well as table performance and high posi
5、tioning accuracy.Key words: ARM; General Packet Radio Service (GPRS); Global Positioning System(GPS); Geographic Information System(GIS); database; vehicle monitor300引言国内交通车辆与日剧增,随之带来的交通堵塞、车辆盗窃等问题困扰人们的日常生活, 研究一套性能可靠、功能完善且组网方便的车辆监控系统迫在眉睫。传统车辆监控系统一般 采用单片机作为数据采集终端1、SMS 作为通信手段、MapInfo2作为 GIS 平台。随着互联 网的普
6、及与移动通信技术飞速发展,传统方法已经难以适应社会发展需要3。一方面,目前35GPS 应用复杂程度增加4,传统的单片机系统功能简单、无操作系统、程序移植性差已难以 胜任;另一方面,受带宽的影响,SMS 通信链路无法扩展图像、语音数据传输业务5。此外, 专业 GIS 平台开发周期长,价格昂贵,而且缺乏灵活性和可扩展性。本系统采用 ARM9 S3C2410 为主控芯片,融合 Internet 和 GPRS 网络,以原有的 SMS为备份链路,在保证 GPS 监控系统数据传输的实时性与可靠性的同时,车载端还可以提供40图片、语音等数据传输功能;以国内知名地图产品供应商灵图的 51ditu 作为 GIS
7、 平台,其 丰富的 API 全部免费开放,且没有人为添加误差因素,不需要经过地图匹配6就能够完全满基金项目:国家自然基金项目(71261022)作者简介:汝程鹏(1978-),女,工程师,主要研究方向:通信及信息工程应用及设计. E-mail:- 7 -足系统的应用要求。1系统工作原理监控车辆由车载 GPS 终端接收卫星数据,通过 GPRS 无线通信和 Internet 网络将数据传45输到中心服务器7,服务器端软件对数据进行解析后存储到服务器数据库中,监控中心通过 Web Service 访问数据库,再由 GIS 平台显示数据,同时将相应的报警信息、调控指令发送 到与之对应的移动车载端,最终
8、实现相应的监控管理功能。系统原理如图 1 所示8。GPS卫星GPRS网络GPRS网络路由器Internet网络防火数据库中心服务器 墙客户端监控调度系统实时显示 历史轨迹维护配置请求控制查询车辆调度响应报表打印地图服务Web Service502系统设计实现图 1 系统设计原理图Fig. 1 System design diagram车辆监控管理系统由车载单元(车载 GPS 终端)、监控中心(客户端)和中心服务器(服务器端软件和数据服务库)组成9。2.1车载单元55车载移动终端由基于ARM9的嵌入式系统、GPRS模块(华为GTM900C)、GPS模块(SiRF Star)、液晶显示屏和键盘形成
9、的人机交互单元组成。车载终端可外接摄像头和车载电话 手柄实现图像和语音的传输,专用的GPIO接口可连接车辆的各检测控制线路以获取车辆的各 种状态数据。其结构如图2所示。摄像头USB接口 电源管理UART预留SDRAMARM9 S3C2410CPUUART0UART1UART2GPIOGPS模块 GPRS模块 液晶屏 检测控制线路FLASHJTAG60图2 车载端系统硬件结构图Fig. 2 Car-end system hardware structure diagram由ARM处理器控制GPRS模块,接入移动公司的GPRS网络,再连接到计算机监控中心, 从而实现远程数据无线传输功能。GPS模块
10、将接收到的数据通过串口传送到主控芯片进行预处理。Flash存储器用于存放已调试好的应用程序和嵌入式Linux操作系统;LCD液晶显示屏用于显65示系统信息和相关指令代码。检测控制线路获取外接传感器采集到的不同状态数据,经GPIO监控中心软件 系统平 台接口传送至CPU进行回送等处理。2.2监控中心监控中心从功能结构上可以分为 GIS 模块、数据库信息管理模块以及客户端通信模块 三大部分。其结构设计如图 3 所示。地图显示 实时位置 历史轨迹 车辆查询GIS功 能模块指 下 令 发客户端通 信模块数据库 信息管 理模块调 远 度 程行驶记录 里程报表 报警记录 监控照片语音通70话图 3 监控中
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